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哥伦比亚肖氏暗地蛇(Erythrolamprus melanotus)毒液蛋白组学分析揭示其强效金属蛋白酶介导的蛋白水解活性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:Biochimie 3.3
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本研究首次对哥伦比亚肖氏暗地蛇(Erythrolamprus melanotus)的杜氏毒腺组织学特征及毒液生化特性展开系统性分析。通过SDS-PAGE、明胶酶谱和RP-HPLC技术,发现其毒液富含蛇毒金属蛋白酶(SVMP)和蛇毒基质金属蛋白酶(svMMP),能特异性降解纤维蛋白原Aα链,且所有蛋白水解活性均被EDTA抑制。该研究填补了该物种毒液成分研究的空白,为理解后牙蛇毒液进化及临床治疗提供新依据。
在蛇类毒液研究领域,后牙蛇(colubrid snakes)因其特殊的毒液系统演化地位和临床意义备受关注。其中,分布于南美洲的肖氏暗地蛇(Erythrolamprus melanotus)虽未被列为高危物种,但其毒液成分与作用机制长期未知。更引人深思的是,同属物种Erythrolamprus poecilogyrus的咬伤病例已报道可引发类似响尾蛇(Bothrops)的局部出血、疼痛等症状,甚至需使用抗响尾蛇血清治疗。这些现象暗示该属蛇毒可能含有特殊毒素,但究竟何种分子主导其病理效应?为解答这一问题,来自巴西圣保罗大学等机构的研究团队在《Biochimie》发表了开创性研究。
研究采用组织学观察、SDS-PAGE电泳、明胶/酪蛋白酶谱、反相高效液相色谱(RP-HPLC)及质谱分析等技术,系统解析了E. melanotus毒腺结构与毒液成分。特别值得注意的是,所有实验用毒液均来自哥伦比亚野外采集的活体标本,确保了生态相关性。
杜氏毒腺形态学特征
解剖学显示其毒腺位于眼后上方,组织学呈现典型分泌小管结构,与粘液腺明确分离。相较于其他后牙蛇,该毒腺体积较小但分泌细胞密集,提示高效毒素合成能力。
毒液生化特性
SDS-PAGE显示15-200 kDa的丰富蛋白条带。明胶酶谱揭示强烈蛋白水解活性,而酪蛋白降解能力较弱。RP-HPLC分离的16个峰中,多个组分含蛋白酶活性。功能实验证实毒液可特异性切割纤维蛋白原Aα链,且所有水解活性均被金属螯合剂EDTA抑制,而非丝氨酸蛋白酶抑制剂AEBSF,明确其锌依赖性特征。
蛋白组学分析
质谱鉴定出SVMP、svMMP和半胱氨酸富集分泌蛋白(CRiSP)为三大主要成分。其中svMMP作为基质素(matrixin)家族成员,在进化上独立于经典SVMP,是该毒液的特征性毒素。
这项研究首次揭示E. melanotus毒液以金属蛋白酶为主导的分子特征,其svMMP的发现为理解蛇毒蛋白酶在Xenodontinae亚科中的三次独立进化事件提供新证据。临床层面,该发现解释了同属物种咬伤后出现的局部出血、水肿等症状的分子基础,并为开发针对性治疗策略指明方向——鉴于金属蛋白酶的核心作用,未来或可探索特异性抑制剂如EDTA衍生物在急救中的应用潜力。
讨论部分强调,该毒液缺乏磷脂酶A2
(PLA2
)和L-氨基酸氧化酶等常见毒素的独特组成模式,反映了后牙蛇毒液在捕食适应中的特殊演化路径。作者建议后续研究应扩大样本地理分布范围,并开展体内实验验证这些蛋白酶的病理机制。这项成果不仅填补了哥伦比亚蛇毒资源研究的空白,更为蛇毒生物学与临床毒理学提供了珍贵的基础数据。
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